Fiabilidad y mantenimiento de los VE

Charla sobre taller y mantenimiento de VE con el Dr. Mark Quarto, de Quarto Technical Services

Las cadenas cinemáticas de los vehículos eléctricos son mucho más sencillas que las de los motores de combustión tradicionales. Estos motores no requieren el servicio normal, como cambios de aceite, mantenimiento de bujías, combustible y filtro de aceite. Los motores eléctricos suelen ser fiables, duraderos y fáciles de mantener. Aunque los motores eléctricos requieren menos mantenimiento, deben someterse a las revisiones recomendadas por el fabricante. Los problemas normales en los que todo el mundo se centra son las baterías, pero cuando se trata de los motores, hay una gran brecha en la evaluación y el nivel de habilidad necesario para diagnosticar motores eléctricos. “Cuando he tenido conversaciones con muchos técnicos e instructores de automoción a lo largo de los años, la mayoría admitirá rápidamente que tienen una experiencia mínima en saber cómo probar, analizar y diagnosticar los sistemas EM. Aunque los técnicos están bien versados en las metodologías de diagnóstico para las cadenas cinemáticas de automoción tradicionales, sus experiencias son un camino menos transitado en el espacio de las cadenas cinemáticas eléctricas.”

Prueba del motor EV

El mercado de vehículos eléctricos de segunda mano y de segundo propietario sigue suscitando inquietudes sobre cómo los técnicos analizarán y diagnosticarán con confianza los sistemas de transmisión eléctrica. El diagnóstico de motores y generadores (máquinas eléctricas, EM) y el análisis del estado de salud (SOH) han pasado a ocupar un lugar central en el diagnóstico y el análisis de la automoción. Los técnicos de automoción han manifestado un gran interés por aprender los procesos de análisis y diagnóstico más avanzados para ayudar a determinar el SOH de un EM.

A medida que los vehículos electrificados siguen envejeciendo en el mercado, los primeros propietarios de vehículos antiguos, los propietarios secundarios y las flotas se plantean ahora la pregunta “¿cuál es el estado del motor de accionamiento y del generador (estator y rotor) a la hora de determinar el SOH de un vehículo?” Los técnicos de campo desean un método de diagnóstico cuando se enfrentan a una situación de fallo de la cadena cinemática eléctrica. En concreto, es posible que los sistemas de diagnóstico a bordo de los vehículos OEM no proporcionen el análisis exhaustivo necesario para determinar el estado de un EM antiguo ni aclaren los problemas del EM o de su sistema de módulo inversor de potencia (PIM). Dado que el coste de un sistema EM o PIM puede suponer miles de dólares de reparación, es esencial identificar y determinar la causa del problema. El tiempo de mano de obra necesario para identificar la causa de un problema puede ser excesivo y añadir más costes a la reparación real. Si los sistemas se diagnostican mal, los costes de piezas y mano de obra aumentan considerablemente. Ni el mercado posventa ni los fabricantes de equipos originales han incorporado el SOH EM como parte de un proceso formal de pruebas de servicio, en comparación con el motor de gas tradicional (ICE o motor de combustión interna).

Si a un técnico de automoción se le preguntara por las causas de un fallo de encendido de un motor de combustión interna tradicional, las variaciones en las rpm, el estado pobre/rico, etc., lo lógico sería que realizara pruebas específicas. Algunas de estas pruebas del motor incluirían el equilibrio de los cilindros, la compresión, la estanqueidad de los cilindros, las formas de onda de vacío, las pruebas del sistema de encendido, etc. Estas pruebas son endémicas y están integradas en el ADN de la forma en que los técnicos de automoción prueban, analizan y diagnostican los sistemas de transmisión de los automóviles. En comparación con los motores EV, estos mismos técnicos de automoción pueden ser capaces de citar uno o dos tipos de pruebas, pero desconocen por completo los elementos de prueba adicionales que se utilizan en el análisis EM y los modos de fallo asociados. Aquí radica la brecha fundamental entre el nivel actual de análisis y diagnóstico de EM en el ámbito de los servicios de automoción.

Estado actual del mantenimiento y la resolución de problemas de los motores de VE

Los técnicos de automoción ya están abrumados con el inmenso número de cursos a los que asisten anualmente, sólo para mantenerse al día con las tecnologías tradicionales de los motores de combustión interna (ICE). Y, dado que la tecnología ICE comprende la mayor parte de la interacción diaria de un técnico, es una tarea onerosa para ellos (y para el propietario de la empresa) justificar la asignación de importantes horas de formación para aprender los sistemas de propulsión eléctrica. Sin embargo, el mercado automovilístico ha alcanzado un punto álgido. El volumen de productos de Vehículos Electrificados en el mercado que se acercan a su periodo de garantía o lo han superado empieza a alcanzar cifras significativas. Las ventas mundiales de vehículos eléctricos ascendieron a unos 7,2 millones a finales de 2009, lo que supone un aumento del 57 % respecto al total de vehículos vendidos a finales de 2017. Estos volúmenes ya no pueden ser ignorados, especialmente por el mercado de recambios de automoción.

Los técnicos de automoción ya están abrumados con el inmenso número de cursos a los que asisten anualmente, sólo para mantenerse al día con las tecnologías tradicionales de los motores de combustión interna (ICE). Y, dado que la tecnología ICE comprende la mayor parte de la interacción diaria de un técnico, es una tarea onerosa para ellos (y para el propietario de la empresa) justificar la asignación de importantes horas de formación para aprender los sistemas de propulsión eléctrica. Sin embargo, el mercado automovilístico ha alcanzado un punto álgido. El volumen de productos de Vehículos Electrificados en el mercado que se acercan a su periodo de garantía o lo han superado empieza a alcanzar cifras significativas. Las ventas mundiales de vehículos eléctricos ascendieron a unos 7,2 millones a finales de 2009, lo que supone un aumento del 57 % respecto al total de vehículos vendidos a finales de 2017. Estos volúmenes ya no pueden ser ignorados, especialmente por el mercado de recambios de automoción.

En la actualidad, los técnicos se basan en gran medida en el patrón (reconocimiento) de fallos de los sistemas como método para identificar la causa raíz de los fallos de los sistemas tradicionales (ICE). “Desgraciadamente, las tecnologías mecánicas, eléctricas y magnéticas de los sistemas de propulsión EM están iterando tan rápidamente que, los fallos de patrón quedarían relegados a un enfoque de diagnóstico menos eficaz. Sin una base técnica firme en tecnología EM, el análisis y el diagnóstico serán una batalla literalmente cuesta arriba para un técnico. Aprender técnicas de análisis y diagnóstico EM requiere una formación y una experiencia considerables, que suponen un reto incluso para los técnicos de diagnóstico más experimentados, a menos que el equipo de análisis y pruebas pueda depurar los datos eléctricos y magnéticos para facilitar el trabajo de análisis y diagnóstico.”

Mantenimiento y resolución de problemas del motor EV

El instrumento ALL-TEST PRO 33 EV™ es la única herramienta fabricada para probar los motores especiales de imanes permanentes y los motores/generadores utilizados en vehículos eléctricos e híbridos. Con este innovador comprobador de imanes de motor híbrido, puede probar los motores magnéticos de los vehículos desde un único dispositivo que proporciona resultados de diagnóstico rápidos y precisos.

Razones de Mark para seleccionar el AT33EV: “El AT33EV obtuvo la puntuación más alta de cinco (5) metodologías de ensayo de MGU en un estudio interno de General Motors (GM) que mi equipo realizó en 2011 para determinar la perspectiva de las capacidades de pronóstico y ensayo de los instrumentos de ensayo de MGU. También obtuvo la puntuación más alta en un estudio realizado por un proveedor externo de pruebas de motores eléctricos para GM cuando se replicó el estudio para garantizar la repetibilidad de los resultados de las pruebas y el rendimiento de los instrumentos. Por lo tanto, el AT33EV es un instrumento de prueba superior para realizar pruebas EM trifásicas y análisis SOH. Una de las principales ventajas del instrumento AT33EV es su capacidad para probar un rotor EM sin necesidad de rotación. En resumen, el EM puede probarse completamente de forma estática. Para el técnico, esto significa que las pruebas se pueden realizar con el sistema de alta tensión desactivado y que no es necesario realizar pruebas en carretera: todas las pruebas se pueden realizar en el hangar de servicio.”

Los parámetros de prueba del MGU SOH incluyen corriente continua (CC), resistencia (miliohmios), inductancia, impedancia, capacitancia, ángulo de fase, respuesta de frecuencia de corriente, factor de disipación (contaminación) y resistencia de aislamiento. El AT33EV soluciona rápidamente los problemas o valida la conexión y el estado del motor de un sistema.

Mark Quarto lleva más de 32 años trabajando en tecnología de vehículos electrificados. Su experiencia abarca la mayoría de los ámbitos del desarrollo y la ingeniería de automoción. Su trabajo en sistemas eléctricos, electrificación de vehículos, propulsión y gestión de la energía le llevó a fundar su propia empresa, donde enseña, asesora y consulta a varios fabricantes de equipos originales, remanufacturadores y empresas de posventa en el mercado de los vehículos eléctricos. Algunos de los trabajos de Mark incluyen: EV1 de GM, Chevrolet Tahoe/Yukon 2 Mode Hybrid, Chevrolet Spark, Volt y Equinox, flota de demostración de pilas de combustible y otros vehículos de concepto avanzado. Quarto Technical Services es el distribuidor de ALL-TEST Pro para instrumentación de prueba EV y consultoría.

ALL-TEST Pro (ATP) lleva más de 30 años proporcionando respuestas seguras, rápidas y fiables para motores con tecnología y equipos patentados de eficacia probada. La gama de productos de ATP se utiliza en muchas industrias, como las de fabricación, procesamiento de alimentos, agua y residuos, acero, servicios públicos, aeroespacial y transporte, entre otras. Todos los instrumentos son manuales, rápidos, portátiles, seguros y proporcionan el estado y la salud del motor y los componentes en comparación con los equipos de prueba tradicionales que generan mediciones que deben interpretarse.